基于Linux的考勤机设计方案V1.1（终端软件部分）

 

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考勤机作为终端，主动向服务器发送连接请求，服务器可以使用VPN的方式。作为VPN服务器的计算机有两个网卡，一个连接在局域网中，一个连接在广域网中。考勤机采用主动方式连接网络，这样在一个局域网中可以安装多台考勤机。

1、考勤机终端：

      终端具有的功能除基本的考勤功能外，还需要留足扩展接口，以便日后扩展。考勤机的扩展主要是这样的扩展：

      人脸识别，采用摄像头拍摄照片来进行识别

      指纹识别，使用专门的指纹识别模块

2、门禁考勤机主要功能需求：

考勤卡识别功能，读取考勤卡信息，检验考勤卡合格性，如果合格则记录考勤、语音提示成功并显示姓名；如果失败则语音提示不成功。

对于待考勤人员的识别，需要两方面做保证：一方面本地记录了待考勤人员的信息，姓名和卡号对应，在刷卡时查询数据库，验证；另一方面，在本地验证失败时，需要通过网络向服务器验证，验证成功时将验证信息下载到本地考勤机并提示成功，失败时则考勤机提示验证失败。

考勤记录可以存放在本地终端上，也可以通过网络上传到VPN服务器上，可以即时上传或者定时上传。考勤记录和卡号-人员对应表等信息存储在本地SD卡中。

语音提示，真人发声提示

通过U盘上传用户姓名列表，下载门禁考勤记录以及照片（当考勤机支持人脸识别时）

考勤机可以独立使用，无需连接电脑即可以设置考勤机参数，包括人员登记、人脸考勤、存储记录等。

支持考勤机本地信息和服务器信息的同步，同步协议需详细制定。

3、 考勤机软件总体方案：

（1）按键设计

图1按键设计

（2）液晶显示

     

 图2 上班界面

图3下班界面

图4设置界面

（3）设置主机IP

如图4中所示设置服务器IP和端口（PORT）

该流程对应的软件流程为

图5设置IP软件流程图

（4）导入批量信息到终端

新的考勤机结构

图6考勤机结构

图7上位机批量导入信息

（5）终端机输入卡号

通过按键设置开始输入新的卡号

图8终端输入卡号信息

（6）网线供电（POE,Power Over Ethernet）

这部分与软件无关主要是硬件方面的设计

图9 POE

（7）上班/下班刷卡

我们假设公司设定的上班刷卡时间为7:00—9:00，则在这个时间段内刷卡时不需要按“上班”按钮，系统默认为将刷卡的员工开始上班，在此时间段之外要刷卡上班时需要先按“上班”按钮。下班时也是同理。

图10刷卡上班/下班流程图

4、底层开发方案：

基于linux的嵌入式系统开发是一个层次化的结构。Linux操作系统负责嵌入式系统硬件资源的管理，而应用层软件则负责实现具体功能。Linux系统本身就是一个层次化的系统结构，它由硬件层、设备驱动层、虚拟文件系统VFS层和应用层组成。虚拟文件系统层和设备驱动层完成底层硬件的抽象。Linux将所有的设备都当作文件处理，被称为设备文件。设备又可以细分为网络设备、字符设备和块设备。

设备驱动层需求：

根据应用的需要，系统需要的模块包括如下部分：

USB接口模块

Ethernet模块

SD卡模块

UART模块

MFRC500模块

RTC模块

NandFlash模块

SDRAM接口模块

LCD接口模块

上述这些模块在freesacale提供的支持中很多驱动已经完成，开发需要做的重点是相应模块对应于具体电路板的裁剪、UART接口模块的驱动程序和MFRC500模块的驱动程序。

图11整体软硬件框架图

（1）USB扩展接口

Linux的USB具有热插拔功能，在检测到有设备接入USB设备时，linux的hub驱动就会为插入的设备查找驱动；如果在系统中有符合的驱动，则正确配置；否则需要将相应的驱动以模块的形式加载到系统中，使用insmod命令即可加载模块

（2）UART接口

I.mx289有6个UART接口，5个高速接口和1个低速接口，低速接口可以用于调试；采用宿主机-终端机的模式，终端机linux系统的调试是用串口连接到宿主机进行的。

另外有些指纹识别模块的扩展接口也是uart接口的，所以需要预留uart接口以备扩展。

（3）Ethernet接口

Ethernet接口用于考勤终端机和远程服务器进行通信，i.mx系列芯片有1~2个10/100M的Ethernet接口，以太网接口驱动程序可以移植官方驱动，稍作修改。使用linux的网络协议栈可以实现网络通信任务。系统采用C/S结构，终端机作为客户，需要向服务器发送请求，进行连接、数据交互等

（4）IIS接口

基于扩展的功能，考勤机需要扩展音频调试接口。I.mx系列芯片包含IIS音频解码接口，其驱动程序只需稍作修改即可。

（5）LCD接口

LCD可以作为地址设备接在系统的数据和地址总线上，这样系统可以统一寻址。LCD接口驱动需要移植linux的带framebuffer的platform类型的驱动程序。

（6）RTC

RTC集成在芯片内部，直接移植官方驱动即可

（7）NandFlash

移植官方驱动

（8）SD/MMC

i.mx有3个SD/MMC/SDIO接口，demo板包含linux驱动程序。

（9）MFRC500接口

MFRC500是并行接口，建议将其连接在数据和地址总线内，使处理器能够直接寻址。它属于字符设备，只要实现其字符设备驱动程序就可以了，基本的操作是open，close，read，write，ioctl，此外还有中断处理程序。它的编解码协议运行在用户权限下。

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